DESPEGUE FLEXIBLE - TAKE OFF FLEX

A menudo el peso real de despegue (ATOW) (1) es más bajo que el peso máximo permitido de despegue (RTOW) (2), que varía de acuerdo al calaje de flap, altitud, temperatura, viento, longitud de pista, etc. Por tanto, en ciertos casos, es posible despegar con un empuje menor que el empuje máximo de despegue. 

El ajuste del empuje al peso real se utiliza para aumentar la vida útil del motor ya que se consiguen unas temperaturas de turbina inferiores a las de MTOT(3). Los fabricantes de motores relacionan el desgaste de estos, con las altas temperaturas de los gases a la salida de la cámara de combustión. Se ha calculado que reducir un 7% la temperatura normal despegue, supone un ahorro de un 25% en gastos de mantenimiento.

Take Off Flex o Despegue Flexible

El Take Off Flex consiste en ajustar el empuje a un EPR (4) o N1 (5) correspondiente a una temperatura mayor que la real, utilizando así un empuje menor. Esa temperatura mayor (temperatura asumida) se escoge de acuerdo con la Tabla de Pesos al Despegue de la pista correspondiente y con el peso actual (ATOW). Así obtendremos un empuje (EPR o N1) que nos garantiza que podemos sacar nuestro peso real, con un calaje de flap y viento determinados.

Este método tiene sus limitaciones:

-La reducción no podrá superar el 25% de la potencia máxima de despegue.

-No se podrá utilizar en pistas contaminadas.

La temperatura asumida (TFLEX) debe cumplir estas tres condiciones:

TFLEX > TREF (6)
TFLEX > OAT
TFLEX < TFLEX MAX

La normativa actual exige a los operadores hacer despegues periódicos usando el MTOT, con el fin de chequear los parámetros de despegue (N1, N2, EPR, EGT).

El siguiente ejemplo muestra cómo determinar una TFLEX, usando una tabla de pesos al despegue.

Datos:

Paris-Orly RWY 08

Flaps/Slats: 1+F

Peso Actual (ATOW): 66.000 kg

OAT: 24º C

Viento: + 20

QNH: 1013 mba

A/C : off

Pista seca

Resultado:

TFLEX : 68º C

V1: 145 kt

VR: 145 kt

V2: 150 kt

Cualquier corrección de QNH, Aire Acondicionado, etc, deberá aplicarse sobre la temperatura flexible. 

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(1) ATOW = Actual Take Off Weight. Peso real de despegue. 

(2) RTOW = Regulated Take Off Weight. Peso máximo con el que un avión puede despegar de una pista en particular en condiciones concretas (viento, temperatura, flaps, etc.)

(3) MTOT = Maximum Take Off Thrust. Empuje máximo de despegue

(4) EPR = Engine Pressure Ratio. Es el cociente entre la presión de la descarga de la turbina y la presión de entrada del compresor. Se utiliza para indicar la potencia de salida de un turbofan.

(5) N1 = Representa la velocidad de rotación del compresor de baja y se presenta en el indicador como un porcentaje respecto a las RPM del diseño.

(6) TREF = Temperatura de referencia. Temperatura a la cual empieza a reducirse el empuje nominal del motor. Se define como una desviación de la ISA (ISA+30,40,50 ó lo que marque el fabricante).

Bibliografía: 

AIRBUS Getting to Grips with Aircraft Performance

ATERRIZAJE EN PISTAS MOJADAS O CONTAMINADAS

Una meteorología adversa puede afectar de tal forma el desarrollo de la operación aérea que, en determinadas condiciones, y si no se toman las precauciones oportunas, es capaz de comprometer seriamente la seguridad del vuelo.

La operación en tiempo frío exige unos procedimientos especiales, que la distinguen de la operación normal por desarrollarse en un escenario meteorológicamente desfavorable, que puede influir negativamente en el estado de la pista donde vayamos a operar y hacer que las performance del avión se vean degradadas.

La JAA (Joint Aviation Authorities) define así los diferentes estados de una pista: 

a) Pista seca (dry runway): Cuando no está ni mojada ni contaminada, e incluye las pistas pavimentadas que se han preparado especialmente con ranuras o pavimento poroso y que permiten una acción de frenado efectiva como si estuviera seca, aún cuando haya humedad. 

b) Pista húmeda (damp runway): Cuando la superficie no está seca, pero la humedad que hay en ella no le da un aspecto brillante.

c) Pista mojada (Wet runway): Cuando la superficie de la pista tiene un aspecto brillante y está cubierta por agua, o equivalente, con menos de 3 mm de espesor o cuando hay suficiente humedad en la pista para darle un aspecto brillante pero sin zonas significativas de agua estancada.

d) Pista contaminada (contaminated runway): Cuando más del 25% de la superficie (en zonas aisladas o no); dentro del largo y ancho requerido que se está usando, está cubierta por:

- Agua estancada de un espesor de más de 3 mm. o aguanieve, o nieve en polvo equivalente a más de 3 mm de agua; 

- Nieve compacta; o 

- Hielo, incluyendo hielo mojado.

El término de pista resbaladiza (slipery runway) se usa para describir el estado de una pista en las que las características de rozamiento de su superficie se han deteriorado en una porción significativa. Se considerará resbaladiza o no, en función de la acción de frenado (breaking action) que tenga: buena, media o pobre.

El estado de la pista es un factor añadido en el 75% de las salidas de pista en el aterrizaje

La operación en pistas contaminadas, por ser poco habitual, plantea muchas dudas en las compañías aéreas que operan en aeropuertos con condiciones climatológicas adversas, donde hay que compaginar el mayor margen de seguridad con la menor pérdida de carga de pago (payload).

No en vano, la contaminación en la pista es un factor determinante en el 18% de todos los accidentes en el aterrizaje.

Aproximación y aterrizaje

Las condiciones para al aterrizaje en una pista mojada o contaminada deben ser evaluadas minuciosamente antes de iniciar la aproximación.

La presencia en la pista de un contaminante líquido (agua, aguanieve o nieve suelta) o un contaminante sólido (hielo o nieve compactada) afecta negativamente el rendimiento de frenada:

1) Reduciendo la fuerza de fricción entre los neumáticos y la superficie de la pista. Esta reducción puede ser lateral afectando al control lateral del avión por lo que los vientos cruzados ligeros pueden ser limitativos o longitudinal reduciendo la capacidad del avión para detenerse, lo que afecta tanto la aceleración como la distancia de aterrizaje. 

Tanto una como otra dependen de los factores siguientes:

Estado de los neumáticos (desgaste) y presión de inflado;

Tipo de superficie de la pista y rendimiento del sistema anti-skid. 

2) Creando una capa de líquido entre los neumáticos y la pista, reduciendo el área de contacto y creando un riesgo de hidroplaneo (pérdida parcial o total del contacto y fricción entre los neumáticos y la superficie de la pista). 

Distancias de aterrizaje

Las distancias de aterrizaje están normalmente publicadas en el FCOM/QRH del avión, para pistas secas y para pistas en las siguientes condiciones y contaminantes:

- Mojada

- 6,3 mm (0.25") de agua estancada;

- 12,7 mm (0.5") de agua estancada;

- 6,3 mm (0.25") de aguanieve;

- 12,7 mm (0.5") de aguanieve;

- Nieve compacta; y

- Hielo 

Guía para la aproximación y aterrizaje

Cuando las pistas del aeropuerto de destino están mojadas o contaminadas, la tripulación debe:

1-Cuando las condiciones actuales difieren significativamente de las previsiones, considerar desviarse a un aeropuerto con pistas en mejores condiciones o con una componente de viento cruzado menor.  

2-Prever efectos asimétricos en el aterrizaje que impidan una frenada eficiente o control direccional (p. ej., viento cruzado).

3-Evitar el aterrizaje en una pista contaminada sin anti-skid o con sólo una reversa operativa.

4.-Para ítems inoperativos que afecten a la capacidad de frenada o de reducción de sustentación (lift-dumping), hay que consultar: FCOM/QRH para fallos durante el vuelo; o la Lista de Equipo Mínimo (MEL) para el Despacho.

5-Seleccionar el autobrake (algunos FCOM/QRH recomiendan no usar los autobrakes si el contaminante no está distribuido uniformemente en la pista).

6-Hacer la aproximación en la senda de planeo y a la velocidad de aproximación final (VAPP).

7-Fijar la zona de contacto con la pista y realizar una toma firme para prevenir el hidroplaneo y asegurar el giro de las ruedas del tren principal. 

8-Después del aterrizaje, usar el máximo empuje de reversa tan pronto como sea posible ya que las reversas son más efectivas a mayor velocidad.

9-Asegurarse de la extensión de spoilers/speed brakes.

10-Bajar el morro del avión lo antes posible ya que esto aumenta el peso sobre las ruedas y activa los sistemas asociados al sensor del tren de morro.

11-Supervisar la frenada automática ya que en pistas contaminadas puede no alcanzarse el régimen de deceleración seleccionado. 

12-Cuando se tome el relevo de los autobrakes, presionar los pedales normalmente con una presión constante.

13-Para el control de la dirección usar los pedales, con frenada diferencial si es necesario. No usar el guiado del tren de morro hasta que no se llegue a velocidad de rodaje (taxi).

Bibliografía:
AIRBUS Cold Weather Operations
AIRBUS Getting to Grips with ALAR

VIRAJES COORDINADOS

Los virajes coordinados son unas de las primeras y mas complicadas maniobras que se aprende en las escuelas de pilotos. Esto es debido a que en los virajes hay que coordinar los tres ejes de movimiento del avión (cabeceo, alabeo y guiñada) y por tanto hay que incluir los pies en la maniobra.

¿Qué sucede al hacer un alabeo?

Al realizar un alabeo los alerones tienen un movimiento contrario; es decir, mientras un alerón sube; el otro alerón baja, esto permite que un ala pierda sustentación y mientras la otra la aumente, logrando con esto que el avión se incline alrededor del eje longitudinal.

Este movimiento provoca la guiñada adversa, que se refiere a que la cola del avión se mueve en la misma dirección a la que inclinamos el avión mientras que el morro se mueve en sentido contrario a dicha inclinación, o sea, si pretendemos hacer un viraje a la derecha, el morro tenderá a irse a la izquierda y viceversa.

Este fenómeno es ocasionado por la diferencia de resistencia inducida entre las alas, ya que al aumentar la sustentación en el ala que sube aumenta también su resistencia inducida (1). Este aumento de resistencia será directamente proporcional a la velocidad indicada y a la cantidad de grados que el alerón baje. 

¿Cómo se refleja esto en el vuelo?

La dirección en la que se mueve un avión no es necesariamente la misma a la cual apunta su eje longitudinal, o lo que es lo mismo, el morro del avión. Es más, los aviones disponen de mandos separados e independientes para controlar la dirección de vuelo (alerones) y el punto adonde enfila el morro del avión (timón de dirección).

Para mantener el eje longitudinal del avión alineado con la dirección de movimiento, lo que llamamos un giro coordinado, es necesario anular el ángulo de deslizamiento deflectando el timón de dirección hacia el lado del giro, es decir aplicando pedal de ese lado.

Si al actuar sobre ambos mandos, la cantidad de movimiento sobre uno de ellos es relativamente mayor o menor al movimiento dado al otro, el avión no hará un giro coordinado sino que girará "resbalando" o "derrapando", es decir su eje longitudinal apuntará a un punto desplazado de la dirección de movimiento. Si el viraje es coordinado, el morro del avión apunta a la dirección de giro; si derrapa o resbala, apunta a un lugar desplazado de esta dirección.

El instrumento que nos muestra la calidad del giro, es decir, si es coordinado, si el avión "derrapa", o si "resbala" es el coordinador de viraje (Turn Coordinator).

Este instrumento consta de dos partes: El Indicador de Viraje (silueta de avión)  muestra si el avión está girando, hacia que lado lo hace y cual es la velocidad angular o ratio del viraje. La otra parte es el Inclinómetro o indicador de resbale o derrape.

Esta parte del instrumento, consiste en un tubo transparente de forma curvada, que contiene en su interior un líquido, normalmente queroseno, y una bola negra que se mueve libremente en el interior de dicho tubo. El fluido del tubo actúa como amortiguador asegurando el movimiento suave y fácil de la bola. La curvatura del tubo es tal que en posición horizontal la bola tiende a permanecer en la parte más baja del tubo. Dos líneas verticales en esta parte del tubo ayudan a determinar cuando la bola está centrada.

La bola, lo mismo que el avión, está sometida a la fuerza de la gravedad y a la fuerza centrífuga provocada por el giro. En un giro coordinado, ambas fuerzas están compensadas y la bola debe permanecer en el centro del tubo, entre las dos líneas de referencia verticales. Pero si el giro no es coordinado las fuerzas no están balanceadas y la bola se desplazará a uno u otro lado del tubo, en la dirección de la fuerza mayor (gravedad o centrífuga). La bola sirve pues como indicador de equilibrio de estas dos fuerzas, mostrándonos de forma visual la coordinación o descoordinación en el uso de los mandos.

Por tanto el objetivo es mantener la bola centrada, y esto lo lograremos precisamente con los pedales, por lo que la presión adecuada dependerá de que tanto se requiera para que la bola se regrese al centro del inclinómetro. Una técnica muy básica para saber que pedal es el correcto, es el termino “pisa la bola”, esto se refiere a que si la bola se desplaza a la derecha hay que presionar el pedal derecho y viceversa.

Si el ángulo de alabeo es el adecuado, en relación al coordinador de alabeo,  la bola no se sale del centro y por lo tanto los pedales no son necesarios; o sea, las fuerzas están equilibradas, a esto se le llama también viraje estándar, el cual tiene algunas características muy interesantes.

1.- Al efectuar un viraje estándar, el tiempo que nos lleva realizar un giro de 360° será de 2 minutos, o lo que es lo mismo 3° por segundo. De esta manera podremos saber cuánto tiempo nos llevará hacer un viraje, lo que en el vuelo por instrumentos es de mucha utilidad.

2.- Todos los cálculos para diseñar las cartas de salidas por instrumentos (SID), de llegadas (STAR) y aproximaciones están hechos considerando virajes estándar.

3.- Al no existir fuerzas desniveladas, el vuelo es mucho más suave tanto para pasajeros como para la tripulación.

4.- Se reduce el consumo de combustible.

Debemos de entender que la velocidad indicada y el ángulo de   relacionados, por lo que siempre debemos de buscar un equilibrio entre las dos. Para hacer un cálculo rápido de cuantos grados de alabeo corresponden a la IAS se puede hacer la siguiente operación: 10% de IAS + 5.

Ejemplo:

IAS=100 Kt , 10% de 100 = 10, 10+5 = 15, luego el ángulo de alabeo correcto para esa velocidad será aproximadamente de 15º.

(1) Resistencia inducida es la generada por la propia sustentación del ala. La diferencia de presiones entre el intradós y el extradós del ala provoca que el aire genere vórtices detrás del extremo del ala (wing tip).

ATERRIZAJE CON VIENTO CRUZADO

Tal vez el aterrizaje sea la fase del vuelo más importante. En ella, la pericia del piloto, su entrenamiento,  es más evidente que en otras fases del vuelo. Pero para que haya un buen aterrizaje tiene que haber antes una buena aproximación. Por eso la aproximación y el aterrizaje son maniobras complementarias. El éxito de un buen aterrizaje es resultado de que la aproximación haya sido estable y se haya hecho de acuerdo a los procedimientos establecidos. En la aproximación y el aterrizaje los márgenes operativos son más amplios que, por ejemplo, en el despegue donde al ser una fase con menos margen de maniobra los requerimientos son mucho más estrictos. Por eso decía antes, que en la aproximación y el aterrizaje es donde el piloto tiene más oportunidad de demostrar su pericia.

Dentro de lo que significa una aproximación estable está la correcta configuración del avión, es decir una velocidad ajustada, una configuración correcta de flaps/slats y un ajuste de potencia correcto. Todo ello permite al piloto mantener el avión en una actitud, altura y velocidad adecuadas.

En la construcción de un aeropuerto y a la hora de establecer el rumbo que debe de tener las pistas, se tiene en cuenta los vientos predominantes, para que lo despegues y aterrizajes sean con viento en cara la mayor parte de las veces, y que el viento cruzado, que puede dificultar o imposibilitar la operación en ese aeropuerto, sea una excepción.

A pesar de esto, es muy raro que el viento sople directamente en la dirección del eje de la pista. Al ser el viento una magnitud vectorial, definida por una intensidad y una dirección, puede descomponerse en dos componentes perpendiculares entre sí: cara/cola y cruzado con referencia a la pista en la que vamos a aterrizar.

Voy a poner como ejemplo el aeropuerto de Bilbao que está en Loiu, en el valle de Asúa. Este valle se extiende desde NW al SE y es precisamente la orografría circundante al aeropuerto la que le confiere unas características especiales. Cuando sopla viento fuerte del sur (entre 160º y 230º) suelen producirse turbulencias fuertes y cizalladura (windshear) en la aproximación, haciendo ésta muy inestable y en ocasiones imposible. De hecho Iberia desaconseja operar en este aeropuerto cuando el viento sople desde esa dirección y sea superior a 20 Kt (37 Km/h).

Configuración de pistas en el aeropuerto de Bilbao

El aeropuerto de Bilbao tiene dos pistas: la 10/28 que apenas se usa, y la 12/30 que es la más larga y la que usan los aviones comerciales. Si aterrizamos en la pista 12, lo haremos con rumbo de 120º, es decir rumbo ESE. Si aterrizamos en la pista 30, lo haremos con rumbo de 300º, es decir rumbo WNW. Lo mismo ocurre para el despegue. 

Antes de despegar desde cualquier aeropuerto, tenemos la información meteorológica actual (METAR) de nuestro destino, así como la previsión (TAFFOR). De esta forma sabemos cómo está la meteo ahora y cual va ser la evolución en las próximas horas en nuestro destino y alternativos. Imaginemos que despegamos desde un aeropuerto de Canarias con destino Bilbao, lógicamente el METAR actual de Bilbao de poco me va a servir si hasta dentro de más de dos horas no voy a aterrizar allí. Tendremos más en cuenta la previsión para las próximas horas (TAFFOR) para hacernos una idea de lo que nos vamos a encontrar cuando iniciemos la aproximación al aeropuerto de destino. Cuando estemos llegando, la torre de Bilbao nos informará de la pista en servicio y de la dirección e intensidad del viento. Por ejemplo: viento de 150º (de donde viene el viento) y una intensidad de 20 Kt. Ahora tenemos que "descomponer" esos 20 Kt, para saber cuánto es en cara y cuánto es cruzado y después comprobar si el viento cruzado está dentro de límites.

Para ello usamos el siguiente gráfico:

Rumbo de la pista 12: 120º    Rumbo de donde viene el viento: 150º

150º - 120º = 30º .

30º son los grados del ángulo entre la dirección del viento y la pista 

Entramos en la línea radial de 30º (roja) hasta encontrarnos con la circunferencia correspondiente a 20 Kt, que es la velocidad del viento. A partir de ese punto trazaremos una perpendicular (verde) y leeremos el valor de la componente de viento cruzado: 10 Kt. Partiendo del mismo punto trazaremos una horizontal (azul) hasta leer la componente de viento en cara: 18 Kt. Ya sabemos que al aterrizar por la pista 12, vamos a tener 18 Kt en cara y 10 Kt de viento cruzado.

La componente de viento cruzado no podrá exceder nunca de lo fijado en el Manual de Operación del avión que estemos volando. Una vez que comprobamos que estamos dentro de límites continuamos con la aproximación y el aterrizaje.

Hay dos técnicas para aterrizar con viento cruzado:

1.- La del "resbale" (sideslip) o de "ala baja" (wing low), que consiste en bajar ligeramente el ala del lado por donde sopla el viento, corrigiendo el giro que genera el alabeo con el timón de dirección (rudder). Esta técnica es la más utilizada por los aviones ligeros. No la usan los aviones comerciales ya que hay riesgo de tocar el suelo con la punta del plano o con un motor.

2.- La del "crab landing" (aterrizaje de cangrejo) que consiste en mantener el avión ligeramente aproado al viento para corregir la deriva generada por el propio viento que de otra forma, nos sacaría de la pista. A la vez, tenemos que mantener el control direccional del avión alineado con el eje de la pista ajustando la potencia de los motores y manteniendo las alas niveladas. Si se mantiene el ángulo correcto de corrección de deriva, el avión irá con el morro en dirección al viento pero desplazándose sobre la prolongación del eje de la pista. Si el ángulo es pequeño (menos de 10º) se puede aterrizar en esa posición. Si el ángulo es mayor, se utiliza el "de-crab": justo en el momento de la toma se elimina la corrección de ángulo de deriva usando el timón de dirección y así alinear el eje del avión con el de la pista lo más posible. Esta técnica evita sobreesfuerzos de los neumáticos y del tren de aterrizaje al disminuir la carga lateral.

Crab y De-crab

Muchas de las veces que aterrizamos lo hacemos con viento cruzado, pero sólo lo notamos cuando este es fuerte y provoca los clásicos meneos y algún susto. El aterrizaje con viento cruzado es una técnica habitual y los pilotos la practican muy a menudo, estando muy entrenados en ella.